לראות בעיני לייזר

משחר ההיסטוריה היו אנשים שלא הסתפקו במציאות הנראית לעין ושאפו לראות את הדברים אחרת ובעיקר, לראות עולם עשיר יותר. הכוונה אינה לפנטזיות או כימיקילים המשליכים אל המציאות הבזקים מהבלתי מודע אלא לרצון לשפר את המציאות הקיימת.

בניגוד למחקר בתחום המציאות המדומה (Virtual Reality ובקיצור, VR), ענף "המציאות המורחבת" (Augmented Reality או AR) לא חותר להחליף את המציאות הקיימת בעולם וירטואלי אלטרנטיבי ומאפשר למשתמשים החמושים במשקפיים דיגיטליים להעשיר את המציאות הנראית לעין בשכבות נוספות של נתונים, תמונות וסרטים שיועברו מהרשת.

למה בכלל להעשיר את המציאות?

התמונה הניבטת מחוץ לחלון הבית עמוסה בפרטים: אנשים, מכוניות, בעלי חיים, בניינים, מטוסים בשמיים, רעשים, אך העיניים רואות תמונה חסרה ומוגבלת. המציאות המורחבת שואפת לאפשר לנו לראות יותר: חובש המשקפיים רואה את המציאות הקיימת דרך עדשות שקופות, בעוד מחשב מנתח את התמונה הנראית ומשדר למתבונן מידע נוסף. למשל, תמונת נוף שאינה קיימת עוד במציאות הפיזית יכולה "לקום לתחייה" באמצעות מידע ויזואלי הנשאב ממסדי נתונים באינטרנט ומוקרן לעיני הצופה.

המדע הבדיוני היטיב לשרטט את החזון: מושל קליפורניה דהיום, ארנולד שוורצנגר, צויד בסרטי "שליחות קטלנית" במשקפת מציאות מורחבת. כאשר התמקד השרירן בעצם מסוים, שוגרו אל המסך פרטים נוספים שסייעו לו לדעת במה או במי הוא צופה וכיצד יש להשמיד את המטרה שלפניו. רובוקופ, המחסל-שוטר האימתני אף הוא נעזר במשקפת דומה, שסייעה לו להטיל אימה בסביבתו הקרובה. סטיב אוסטין, האיש ששווה מיליונים, נהג להתמקד בנקודה מרוחקת ולעשות "זום" כדי לצפות בה מקרוב.

רעיונות ניתנים ליישום

הרעיונות האלה אינם בלתי ניתנים למימוש וחלקם אף קיימים כבר היום, בעיקר במעבדות מחקר. למשל, חוקרים באוניברסיטת קולומביה פיתחו מערכת מציאות מורחבת המשלבת תיק גב עם מחשב נייד, אנטנות, סוללות, מקלטי GPS (מערכת מיקום גלובלית), משדר, חיבור אינטרנט מהיר אלחוטי, מצלמת וידאו זעירה, מיקרופון ומשקפיים דיגיטליים של סוני עם תצוגה גבישית נוזלית (LCD).

כמו פיתוחים טכנולוגיים אחרים (למשל, האינטרנט), טכנולוגיית המציאות המורחבת נולדה כדי לענות על צורך צבאי, בעקבות מות 18 חיילים אמריקנים בסומליה בשנת 1993. החיילים נקלעו לקרב קשה בסמטאות מוגדישו. הם אבדו בסמטאות העיר לאחר ששלטי הרחובות הוסרו מראש. הפרויקט בקולומביה, המתבצע במימון מעבדת המחקר של חיל הים האמריקני, אמור לאפשר לחיילים להלחם טוב יותר בשטח בנוי.

אך הטכנולוגיה אינה מיועדת לחיילים בלבד. גם אחרים ישמחו להיעזר במערכת כזו כדי לראות פרטים נוספים בנוף העירוני הזה, שאינם חלק ממערכת הראייה הטבעית. למשל, בניין עירוני יצבע על ידי המשקפיים הממוחשבים בצבע דיגיטלי צהוב, כדי לאותת לכבאי שמאוחסנים בו חומרים מסוכנים. תייר יוכל לקרוא במשקפיים הסברים על אתרים היסטוריים או לקרוא את תפריט בית הקפה עוד לפני שנכנס למקום, ואילו חובב טבע יוכל לקבל מידע נוסף על כל פרח שייראה בשדה. כפי שאפשר לקבל מידע נוסף באינטרנט באמצעות לחיצה על קישור, כך מערכות ה-AR אמורות לאפשר למתבונן לשלוף פרטים נוספים על המציאות הנראית לעין.

השיטה: הקרנת התמונה ישירות אל רשתית העין

בעוד רוב מערכות המציאות המורחבת כבדות מדי ויקרות במונחים של עלות ומשאבי מיחשוב, חברת "מיקרוויז'ן" האמריקנית נוקטת בגישה שונה, מתוך מטרה להוזיל את הטכנולוגיה ולהחדירה לשימושים יומיומיים אזרחיים בעולם וגם בישראל. החברה פיתחה מערכת בשם "נומד" (Nomad), שהוצגה היום (ד') במסגרת כנס בנושא מציאות מדומה ושיקום, שנערך באוניברסיטת חיפה על ידי החוג לריפוי בעיסוק ומכון קיסריה רוטשילד ליישומים בין תחומיים של מדעי המחשב.

"בניגוד למערכות מתחרות שמשרטטות מחדש את התצוגה על גבי המשקפת, המערכת של מיקרוויז'ן מורכבת ממודול בקרה חסכוני המקרין את כל המידע הרלוונטי היישר אל רשתית העין, פיקסל אחר פיקסל, מבלי להסתיר לצופה את שדה הראייה", מסביר דני גולן, מנהל חברת "גולן טק", המייצגת בארץ את "מיקרוויז'ן".

לדברי גולן, המראה שולחת כל פיקסל בנפרד אל הרשתית באמצעות קרן לייזר בקצב רענון של 60 הרץ, כך שבעיני המתבונן נוצרת תמונה יציבה למדי. עיבוד המידע ושליחת הנתונים הנוספים מתבצע במחשב נייד או כף יד המחובר למערכת. גולן מציין כי עוצמות הלייזר הן מאוד נמוכות ואינן מזיקות לעיניים.

הרעיון של סריקת מידע על רשתית העין הועלה לראשונה באוניברסיטת וושינגטון בסיאטל בשנת 1990. חברת מיקרוויז'ן, שהוקמה כמה שנים מאוחר יותר, רכשה מהאוניברסיטה פטנטים ולאורך השנים רשמה 40 פטנטים והגישה בקשה לרישום 60 נוספים.

היישומים הצבאיים

הצבא האמריקני כבר הצטייד ב-100 מכשירים של מיקרוויז'ן, המשולבים במערכות שליטה, בקרה וניווט בנגמ"שים של יחידת "סטרייקר" בעירק ומשדרים ללוחמים מידע נוסף על שדה הקרב. פיתוח נוסף של המערכת מיועד לאפשר למסוקי קרב – היישום ישדר למשקפת הטייס בכל רגע רק את הנתונים הרלוונטיים, ויאפשר לו להיות ממוקד במטרה בלבד.

גולן מציין, כי השימוש במשקפת מציאות מדומה צפוי להיות זול בהרבה מקסדות אלקטרוניות המשמשות את הצבא האמריקני כיום, שמחירן עשוי להגיע ל-100 אלף דולר. בניגוד למערכות מציאות מורחבת מתחרות, המערכת של "מיקרוויז'ן" עולה כ3,000 עד 4,000 דולר בלבד, כאשר בחברה חותרים להפחית את מחיר המוצר עד 300-400 דולר. גם מערכת הביטחון בישראל נמצאת בתהליך בחינה של מספר יישומים רלוונטיים של המערכת, לדברי גולן.

שימושים אזרחיים

מערכת המציאות המורחבת של מיקרוויז'ן אינה מוגבלת ליישומים צבאיים בלבד והשימוש בה מתרחב בהדרגה גם לתחום האזרחי. חברת המוסכים של הונדה בארה"ב עומדת לצייד 3,800 טכנאים במשקפות מציאות מורחבת, שיאפשרו להם לצפות במידע נוסף על כל רכב. נהגים יוכלו להיעזר ביישום נוסף של המערכת כדי לקבל פרטים נוספים על הדרך ותנאי הכביש. חברת קאנון מפתחת מצלמות דיגיטליות המשלבות את הטכנולוגיה, שיאפשרו למשתמשים לא להסתפק במסכי ה-LCD הקטנים ולצפות בתמונות שצילמו בגודל מסך של 17 אינץ' – על גבי רשתית העין.

אחד היישומים של המערכת יאפשר לפתור את בעיית המסכים הזעירים של הטלפונים הסלולריים, וישדר ישירות לרשתית העין תמונות וסרטים שיתקבלו בטלפון באמצעות האינטרנט. "במקום להסתפק במסך קטן, הצופה נהנה משדה ראייה בגודל מסך של 17 אינץ', אומר גולן.

ישומים רפואיים של הטכנולוגיה יאפשרו למנתחים לראות את נתוני החולה בזמן אמת מבלי שהם יאלצו להפסיק את הניתוח או להיעזר בצוות. מנתחים בבית החולים מיו קליניק בארה"ב כבר ביצעו מספר ניתוחי ברך ניסיוניים, המבוססים על הטכנולוגיה של מיקרוויז'ן.

גם אנשים שסובלים מעיוורון חלקי וקוצר ראייה עשויים להיעזר בטכנולוגיה בעתיד. בניסוי שערכה חברת "גולן טק" בשיתוף בית החולים ברזילי באשקלון, צוידו חולים הסובלים מבעיות ראייה במשקפת שהשלימה להם את מראה העיניים. למשל, חולה שהתקשה לצפות בכיתוביות התרגום של הטלוויזיה צפה בהן על גבי רשתית העין, כאשר הסרט שודר טלוויזיה. גולן מציין, כי על אף שהניסוי הוכיח כי הטכנולוגיה יישימה, מחירה עדיין גבוה מדי עבור כל מטופל.

ניווט ומשחקים

קסדות מציאות מורחבת המצוידות במערכת ניווט לווינית (GPS) מאפשרת לנווט בשטח לא מיושב. המערכת משווה בין נתוני ה-GPS למידע ממפות דיגיטליות (GIS), ומסייעת למשתמש לזהות בוודאות את העצם שהוא רואה מולו. חיישני מעקב המשולבים במשקפת עוקבים אחר מבט המשתמש כדי לספק לו מידע רלוונטי על העצם בו הוא צופה כעת.

משחקים המבוססים על מציאות מורחבת עשויים לאפשר לשחקנים להתנתק מהמחשב ולהעתיק את עולמות המשחק אל האוויר הפתוח, אומר גולן. לא מדובר במדע בדיוני. קבוצה של חוקרים באוניברסיטה דרום אוסטרליה פיתחו גירסת AR של משחק המחשב קווייק. החוקרים חבשו קסדות מציאות מורחבת, כאשר הקמפוס שימש כסביבת המשחק. השחקנים שלבשו קסדה יכלו לרוץ בקמפוס ולירות במפלצות שהגיחו מל עבר מתוך המשחק אל העולם האמיתי – פעילות שהיא בוודאי ספורטיבית יותר ממשחק במחשב.